大麦耐铝毒机理及遗传改良研究进展

综述了大麦酸铝毒害及其遗传改良研究进展。大麦铝毒害的首要症状是根系的生长发育受阻 ,根系微观结构改变 ,其机制可能包括 :铝引起细胞死亡、缺乏细胞壁合成底物、铝影响DNA合成以及矿质元素吸收等几个方面。大麦可以通过增加根际分泌物如有机酸、多肽等螯合根际铝 ,也可提高根际 pH使铝沉淀 ,减弱铝毒性 ,对进入细胞内的铝也可通过与铝形成无毒的复合物 ,或将铝主动运入液泡中 ,解除内部铝毒。对大麦的遗传研究表明 ,大麦耐铝性是由单基因控制 ,耐铝性不同的品种分别是由多基因座控制。利用苏木精染色等方法已鉴定出一些耐铝材料 ,通过突变体筛选已获得了一些抗铝的大麦品种。运用分子生物学技术 ,有望将小麦耐铝基因导入大麦 ,显著提高大麦耐铝毒的能力     

大豆耐铝毒的鉴定和相关根系性状的遗传分析

选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料51份,在苗期以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的平均值为指标进行耐铝毒性鉴定,从中筛选出惠民铁竹杆、齐黄1号、长垣范屯小天鹅蛋、汝南平顶豆、油91-11、上海大青豆(选)和新昌六月豆等强耐性材料(1级)和5-5、大乌豆、南农1138-2×86-53等强敏感性(5级)材料.相关分析表明,一级侧根数、主根长、总根长、根体积和根干重的相对值与耐铝毒隶属函数值均呈极显著相关,可作为耐铝毒性的根系性状指标.利用"波高×NG94-156"衍生的重组自交家系群体为材料,采用主基因 多基因混合遗传模型分离分析方法对耐铝毒相关根系性状进行遗传分析.结果表明,该两亲本间(4级与2级间)一级侧根数比、主根长比、总根长比和根干重比的遗传为3对主基因加多基因模型,主基因遗传率为80.22%-91.81%,多基因遗传率为3.52%-11.39%;根体积比的遗传为3对主基因模型,主基因遗传率为93.44%.耐铝毒相关根系性状主要由主基因控制.     

铝、镉胁迫下不同大麦品种根际的铝、镉形态分析

为明确铝(Al)、镉(Cd)单独及复合胁迫下作物根际毒害元素的化学形态及其生物有效性,采用盆栽试验,以耐铝性不同的两个大麦品种(铝敏感品种浙农大9号和耐铝品种Day ten)为试验材料,利用连续提取法和ICP-AES方法分析了拔节期大麦根际的Al、Cd化学形态及其含量.结果表明,所有处理中大麦植株根际溶出Al均主要以毒性较小的酸溶无机Al和腐殖酸Al存在,根际Cd则主要以残留态形式存在.Al、Cd单独胁迫下大麦根际土壤溶液中各形态Al、Cd的溶出量均显著增加,交换态含量占可提取Al、Cd总量的比例增加.其中浙农大9号根际活性Al、Cd含量的增幅均大于Dayton.与单独Al或Cd处理相比,复合胁迫下根际交换态Al和Cd含量增加,其他形态含量下降或变幅不大.     

铝胁迫下大豆根系分泌物对根际土壤的影响

以2个大豆品种（浙春2号和浙春3号）为材料，设置了4个铝浓度，分别在铝处理7d和14d时，测定大豆根系分泌物中的氨基酸、有机酸及可溶性糖，同时对大豆根际土壤的pH值、土壤酶和土壤呼吸速率进行分析。实验结果显示，虽然根系分泌物对根际土壤具有一定的酸化作用，但是随着铝浓度的升高，根系分泌物有使根际土壤酸碱度趋向平衡的效应。低铝浓度下，大豆根系分泌较多的可溶性糖和氨基酸，促使根际土壤酶活性的增强和土壤呼吸速率的提高，同时还可分泌较多的柠檬酸，与大豆的耐铝性相关。高铝浓度抑制主要根系分泌物的分泌，降低土壤酶活性和土壤呼吸速率；但高铝胁迫增加可溶性糖分泌量。实验结果表明，浙春2号大豆比浙春3号大豆耐铝；随着铝处理时间的延长，铝毒害作用明显。     

不同耐铝大麦品种对铝锰互作胁迫的生理响应研究

铝（Al）和锰（Mn）是限制酸性土壤作物生长的两大主要因素。以耐铝性差异较大的两个大麦品种为材料,研究了不同处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,与对照相比,铝毒害导致大麦根长下降,根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重大麦铝毒害。铝锰胁迫降低功能叶叶绿素含量和光合能力,复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和 超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片 MDA 积累量及铝敏感品种 POD 和 SOD 活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

不同基因型油菜耐铝性及其根系形态对铝胁迫的响应

本研究旨在为酸性土壤地区筛选耐铝毒的甘蓝型油菜,探讨不同基因型油菜苗期生长发育指标和生理指标的耐铝特性,分析铝胁迫对根系形态的影响。以81个油菜品种为材料,通过水培试验,设置铝浓度（AlCl3）0、100 μmol·L-1两个处理,对根系形态、株型、生物量、生理特性等13指标的耐铝系数进行相关分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同基因型油菜的耐铝相关指标,并分析不同耐铝类型的品种根系形态差异。结果表明,铝胁迫对不同基因型油菜苗期各单项指标有不同程度的影响,综合应用主成分分析、聚类分析和隶属函数法筛选出耐铝性较强的品种6个,耐铝性中等的品种65个,耐铝性弱的品种10个。不同直径范围根系对铝胁迫的响应不同,铝胁迫下,D1类根系（直径0.0～0.5 mm）的长度、表面积、体积、根尖数降幅最大,D3类根系（直径>2.0mm）各指标降幅最小,且铝敏感型品种不同类别的根系指标受铝胁迫的抑制程度大于耐铝型品种,其D1、D2（直径0.5～2.0 mm）、D3类根系的长度、表面积、体积、根尖数均少于耐铝型品种。因此,以综合指标对油菜耐铝性进行筛选与评价更为客观;耐铝型品种不同直径范围的根系受铝毒害的影响较轻,通过改变根系形态适应铝胁迫的能力更强,其根系拥有更多细根可能是耐性品种抗铝毒的一种作用机制。     

铝胁迫对花生根系的影响

花生发芽期、苗期和成熟期的根系性状研究表明,铝胁迫对花生根系的生长发育有较大的影响,Ａｌ＾３＋含量与胚根和胚轴的伸长呈显著负相关,不同基因型根系受铝毒危害有明显差异,耐铝基因型可能在根际形成ｐＨ障碍。早期直接测定花生根系性状指标,有助于评价和筛选耐铝毒材料。     

不同耐铝性大麦品种对铝锰胁迫的生理响应

为进一步明确大麦品种对铝锰胁迫的生理效应,研究了不同胁迫处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,铝毒害导致大麦根长和根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重了大麦铝毒害。铝锰胁迫降低了功能叶叶绿素含量和光合能力,铝锰复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片MDA积累量及铝敏感品种POD和SOD活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

大豆耐铝毒基因型筛选及筛选指标的研究

通过溶液培养试验,研究了来自华东、东北地区18个优质大豆品种(系)对铝毒的反应.通过比较不同基因型各性状的相对耐性值及其与综合评价系数的相关性分析,明确了相对根系干重、相对地上部干重、相对株高、相对叶面积等可作为大豆耐铝毒基因型筛选的重要指标.提出了基于各种性状平均意义上的综合评价系数,并根据已筛选的鉴定指标计算了耐铝毒综合系数.在此基础上筛选出4个具有较强耐铝毒能力的大豆基因型.     

铝胁迫对花生不同基因型生长发育的影响

盆栽花生铝胁迫试验表明,铝对花生形态发育和产量性状均有较大的影响,花生不同基因型耐铝毒害具显著差异。根系性状是评价花生受害程度和耐铝毒潜能的重要指标。高产和低产材料中都存在耐铝毒基因型。     

花生基因型耐铝性生物学标定

根据植物耐铝性与其遗传的关系,在花生生态分类学四大类型中,选取40个不同基因型花生,通过组合式溶液培养试验、上培试验和田间试验,结果表明：（1）不同耐铝性花生品种具有不同的生物学特征,在根色、根形、根长、根系体积、植株生长量、叶色、叶形和荚果等具有明显差异;在植物细胞排列、细胞壁厚度、细胞形状以及细胞内的变化等也具有明显差异。（2）通过生物学标定,选择6个典型花生品种划分为高耐、中耐和敏感型三种耐铝基因型。（3）三种耐铝基因型在铅胁迫下,其浓度与花生主根长度、主根生长速率、根系体积、植株生长量和荚果发育量呈极显著负相关,其相关绝对值是敏感型＞中耐型＞高耐型。（4）三种耐铝基因型在溶液培养条件下,铝胁迫临介值分别为5．9、2．9和1．1mg／L,而在土培条件下,铝胁迫临界值（交换性铝饱和度）分别为12％、6％和1％左右。     

麦类作物铝毒害及耐铝机理研究进展

铝害是酸性土壤中作物生长发育的一个主要限制因素。作物耐铝性在种间和品种间存在明显差异。目前有关作物铝毒害及不同耐铝性基因型差异的机理尚不十分清楚，限制了相关育种和栽培工作的开展。近几年来，世界各国针对作物的铝毒害及其耐铝机制进行了大量的研究．并取得了较大进展。本文综述了目前有关铝对麦类作物的毒害及其耐铝机理的研究成果，并简要讨论了今后的研究方向。     

外源抗坏血酸对铝毒害大麦幼苗的缓解效应

为了明确抗坏血酸对作物铝毒害的作用,采用营养液培养试验研究了叶面喷施不同浓度抗坏血酸(AsA)对2个耐铝能力差异较大的大麦品种幼苗铝毒害的缓解效应。结果表明,与单独铝处理相比,喷施0.01、0.05和0.25mmol·L-1 AsA对铝胁迫大麦幼苗均有较好的缓解作用,大麦幼苗株高、生物量和叶绿素含量等均提高,功能叶丙二醛(MDA)和可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等均显著低于单独铝处理。但0.5mmol·L-1 AsA喷施后缓解效应下降,植株生物量等下降,MDA含量等上升。表明适宜浓度的外源AsA可有效缓解铝毒害引发的大麦生长抑制和氧化胁迫,但浓度过高则产生氧化作用,铝敏感基因型反应更强烈。本试验中以0.25mmol·L-1的AsA缓解效果最佳。     

磷、铝胁迫对玉米幼苗生长和养分吸收的影响

选取5个基因型玉米品种,采用营养液培养,研究低磷和铝毒条件下不同基因型玉米苗期生长状况及对磷、钾、钙、镁、铁、锌的吸收。结果表明,耐低磷基因型玉米品种适应低磷的能力较强,具有较长的根系和较大的根干重,株高受低磷的影响明显小于敏感基因型玉米品种。低磷胁迫增大了植株的根冠比,改变了植株对营养元素的吸收及其地上部和根系的分配。铝胁迫下,铝敏感基因型玉米品种根伸长受到铝的抑制作用大于耐铝基因型玉米品种,各种营养元素的吸收累积明显受抑制,耐铝基因型玉米品种地上部和根系相对干重下降较少,而敏感基因型玉米品种相对干重显著下降。     

植物铝胁迫响应机制的研究进展

从铝对植物的毒害、植物耐铝(抗铝)的生理、遗传、分子生物学等多方面综述植物的耐铝机制，并探讨其研究的发展方向。     

花生耐铝性及遗传改良研究进展

我国南方地区的红黄壤呈酸性或强酸性反应,过量的铝离子使花生作物的生长发育受到铝毒为害.针对花生作物特点,从铝毒为害症状、耐铝机理、花生耐铝种质的鉴定以及耐铝诱变和筛选等方面,综述花生品种遗传改良研究进展.     

中国大麦耐酸铝研究

介绍中国大麦耐酸铝的研究 ,包括大麦酸铝毒害发生与外界环境条件 ;中国大麦种质资源耐酸铝性鉴定 ;在红黄壤土田间选择耐酸铝性大麦的指标 ;大麦耐酸铝性机理研究。     

土壤高铝低磷胁迫对玉米苗期生长的影响

以酸性红壤为基质,研究酸性土壤中铝毒和低磷胁迫对不同基因型玉米苗期生长的影响。结果表明,高铝低磷胁迫下,玉米总根长变短,根直径、根表面积减小,根系活力、叶绿素含量、光合速率均降低。铝敏感基因型受铝毒的影响较大,而耐铝性强的基因型受影响较小。     

小麦耐铝性的研究

本文阐述了国内外近年来在小麦耐铝遗传、基因定位及外源种属耐铝基因探索方面的研究结果，讨论了外源耐铝基因对提高小麦耐铝性的基因，并报道了在这方面研究所取得的主要成就。     

土壤铝毒与钙镁营养

本文介绍报导国外对土壤铝毒与钙镁营养的研究结果，综述子土壤中水溶性铝的形态及土壤土壤铝毒对作物生长的影响，以作物耐铝性、铝毒与钙镁营养的相互作用进行了论述，而对二者的作用机理特别是钙镁营养减轻铝的毒害的机理也简要加以叙述，最后对土壤铝毒的诊断作了报导。